一种基于空时内插的双基地机载雷达杂波抑制方法

杂波非均匀是双基地机载雷达杂波抑制面临的一大难题,直接制约着常规STAP方法的杂波抑制性能。该文提出了一种改进的联合空时内插方法(ImSTINT)。相对于传统的联合空时内插方法,ImSTINT方法映射变换后的子空间杂波自由度更小,因此能够彻底消除非均匀杂波对双基地机载雷达杂波抑制性能的影响。此外,该方法具有更快的收敛速度和更好的主杂波抑制性能。

波形正交性退化下机载MIMO雷达杂波模型与自由度分析

针对发射波形正交性退化影响机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达的杂波特性,基于信号空间和子阵空间的变换原理,建立了波形正交性退化下的机载MIMO雷达杂波通用模型和标准模型。基于带限信号的最优逼近特性,分析了波形正交性退化下的空时等效阵列孔径变化规律,提出了杂波自由度(degree of freedom,DOF)的估计准则。最后,仿真验证了杂波模型及杂波自由度估计准则的有效性。

机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法

该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首先进行杂波抑制,然后利用Keystone变换校正目标距离走动,最后对目标距离走动校正后的数据进行常规空时2维波束形成实现目标积累,从而避免目标与杂波模糊数不同时,直接对回波数据进行Keystone变换校正动目标距离走动的同时影响杂波分布特性进而降低STAP性能的问题。仿真结果证明了该方法的有效性。

机载相干MIMO雷达杂波自由度估计研究

针对任意发射波形合成结构影响下的机载相干MIMO雷达杂波自由度的估计问题。论文提出了一种机载相干MIMO雷达杂波自由度估计的构造法,该方法利用发射波形合成结构直接构造等效矩阵代替杂波协方差矩阵进行求秩。通过递推分解等效矩阵,提出并证明了一种杂波自由度快速估计准则,建立了机载相干MIMO雷达发射波形合成结构、阵列稀布构型与杂波自由度之间的定量关系。研究表明:该方法和准则能够准确预测任意发射波形合成结构下的机载MIMO雷达的杂波特征谱结构。该理论既保证了降秩STAP算法性能的最优又具有较小的计算量,并为最优发射波形合成方案和MIMO STAP算法的设计提供了依据。

雷达系统杂波自由度研究

为了分析各种非均匀、非线性、非密集阵列雷达的杂波抑制性能,该文基于带限信号自由度理论提出了一种适用于多种阵列构型的杂波自由度估计方法。该方法能有效估计杂波大特征值的个数,并揭示了杂波自由度与系统参数、杂波场景的内在联系。研究表明,为了提高稀疏阵雷达的杂波抑制性能,需增加系统自由度来减少稀疏采样区。最后通过计算机仿真验证了该文提出的估计方法的有效性。

一种多普勒后处理的STAP方法研究

针对现有多普勒后处理的空时自适应处理(STAP)方法在不加权时多普勒通道相互正交,甚至在加权时相关性也不高的问题,提出了一种新的多普勒后处理的STAP方法.通过缩小主、辅多普勒通道中心频率的间距来提高相关性,降低杂波的自由度,减轻空域自适应处理的负担,使其性能提高.对机载双通道雷达实测数据的处理验证了该方法对杂波具有良好的抑制能力,能使3DT方法的改善因子提高0.5 dB,且在阵元幅相误差高达10%时,仍具有较高的稳健性.

前视阵高速雷达空时处理方法研究

多普勒严重模糊,训练样本有限是高速平台雷达面临的重要问题,协方差矩阵估计误差以及目标约束误差将使处理器性能严重下降。针对上述问题,该文对前视阵杂波自由度进行了研究,分析表明杂波特征谱与孔径带宽积、时宽带宽积以及空时耦合特性有关。该文提出基于主瓣区域空时多波束的鲁棒空时处理方法,首先通过空时多波束降低杂波自由度,然后利用多普勒区间约束的方法,提高了处理器的性能和系统鲁棒性。仿真实验证明了该文方法的有效性,当样本中存在目标信号时,该文方法相比传统固定约束矢量的方法输出信杂噪比性能平均提高5 dB左右。

基于随机矩阵理论和最小描述长度的机载前视阵雷达杂波自由度估计

有限训练样本时,总体协方差矩阵特征谱的严重扩展使得机载前视阵雷达杂波自由度估计困难。该文提出一种前视阵杂波自由度估计方法,该方法利用随机矩阵理论(Random Matrix Theory,RMT)中特征值统计分布特性建立参数化的概率模型,结合最小描述长度(Minimum Description Length,MDL)准则关于信源检测的思想估计杂波自由度。该方法能够在有限训练样下实现杂波自由度的有效估计,仿真结果验证了方法的有效性。

相控阵AEW雷达杂波自由度分析

自适应抑制机载预警(AEW)雷达杂波的问题近年来受到了广泛关注。有效进行自适应处理的必要条件是系统可控自由度数大于杂波自由度数。本文详细研究了相控阵AEW雷达的杂波自由度问题,得到了一些新结果。这些结果有助于设计自适应系统。

波形分集阵列新体制雷达研究进展与展望

传统雷达存在主瓣欺骗式干扰难抑制、距离模糊杂波难分离等问题。一方面,由于增加了发射维自由度,波形分集阵列新体制的提出改变了雷达获取信息的方式。另一方面,通过灵活的系统设计和信号处理方法,增强了信息提取能力,在抗干扰、检测等方面比传统相控阵、MIMO雷达有明显的性能提升。该文总结了波形分集阵列雷达的国内外最新研究进展,分别从频率、时间和相位调制方式给出阵列分集体制的基本概念,并对波形分集阵列雷达的研究趋势进行了梳理。在现有基础理论和关键技术研究的基础上,验证波形分集阵列在提供目标新信息、增加系统额外可控自由度方面的优势,提升了新体制雷达的多维探测能力。

基于实测和差波束天线方向图的ΣΔSTAP性能分析

基于实测和差波束天线方向图研究ΣΔSTAP的性能,文中详细推导了和差波束天线方向图的空时二维杂波协方差矩阵和ΣΔSTAP算法的最佳权矢量。理论分析和仿真计算结果表明,和差波束低副瓣增益有效抑制了旁瓣杂波,降低了杂波自由度。当杂波起伏或载机速度提高时,杂波自由度增加,ΣΔSTAP算法的系统改善因子凹口相应展宽,慢动目标检测性能下降。ΣΔSTAP算法能迅速应用于机载火控雷达,有效提高慢动目标检测性能。

基于主分量分析的机载雷达空时二维自适应处理方法

通过分析机载预警雷达系统自由度数目与杂波自由度数目的关系 ,空时二维自适应处理可以只在主子空间进行。对于杂波抑制 ,提出了主分量分析实现空时二维自适应处理方法。该方法能以简单的运算求出最合理的系统自由度去抑制杂波 ,达到了简化系统设备的目的。文中并就一些实际问题进行了较详细探讨 ,通过模拟实验验证了该方法的有效性。

机载MIMO雷达杂波建模及杂波特性分析

机载MIMO雷达通过将MIMO技术应用到机载雷达,显著增加了雷达的系统自由度,改善了机载雷达的杂波抑制性能。首先建立了机载MIMO雷达的杂波数学模型;然后给出了两种典型的正交信号形式;最后对不同信号形式和不同误差条件下机载MIMO雷达的杂波功率谱和特征谱进行了仿真分析。仿真结果表明,机载MIMO雷达与机载相控阵雷达有相似的杂波分布,但其杂波自由度显著增加;发射信号从正交向相干的退化过程中,杂波在空时二维平面形成主副瓣并逐渐锐化。

机载辐射源非合作探测杂波建模与分析

利用机载辐射源照射的非合作探测系统相对于调频广播辐射源照射更具优势,但同时也面临一系列问题,其中最主要的问题是如何有效抑制强杂波。对机载辐射源条件下杂波建立了数学模型,研究了杂波的时-频分布特性,仿真了不同速度矢量条件下的杂波空时二维特性。通过杂波子空间分析,对杂波子空间和杂波特征谱特性进行了数值仿真,掌握了杂波自由度与杂波分布特性变化之间的关系。最后,介绍了空时自适应滤波的原理和算法结构,并仿真验证了该方法对杂波的抑制效果。

天基预警雷达低自由度STAP方法研究

受卫星高速运动和地球自转影响,天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性,极大降低了传统空时自适应处理(STAP)方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦,但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同,该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能,所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题,该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型;然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性;最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法,利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波,再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能,因此适用于天基预警雷达实际应用。